Второе начало термодинамики

1.19. Определите коэффициент использования энергии (КИЭ) кондиционера воздуха.

2.22. Двухатомный газ при адиабатическом расширении в цикле Карно изменяет объем от V ₂ = 2 л до V ₃ = 4 л. Найти КПД цикла.

Ответ: h = 0,24.

3.22. Идеальная холодильная машина мощностью 200 Вт находится в теплоизолированной комнате объемом V = 300 м³, воздух в которой является нагревателем машины. Температура воздуха в комнате Т _В = 300 К, давление Р = 10⁵ Па, температура холодильной камеры Т _Х = 250 К. Найти время работы машины, если температура в комнате повысилась на D Т = 1 К.

Ответ: t = 3,5 мин.

4.22. Тепловая машина работает по циклу, состоящему из двух изохор и двух изотерм, причем минимальная температура Т ₁ = 300 К. Определить, во сколько раз максимальная температура цикла Т ₂ больше минимальной Т ₁, если степень сжатия газа V ₁/ V ₂ = 10, а КПД цикла равен h = 0,3.

Ответ: Т ₂/ Т ₁ = 2.

ЭНТРОПИЯ

1.22. За счет чего возрастает фазовое пространство молекулы при изотермическом расширении системы?

2.22. Найдите изменение энтропии при превращении 1 кг воды в пар при температуре кипения. Удельная теплота парообразования воды равна 2,26 МДж/кг.

Ответ: 6,06 кДж/К.

3.22. Теплоизолированный сосуд объемом V разделен перегородкой на две части, объемы которых относятся как 1:2. В большей части находится 0,1 моля идеального газа, в меньшей же создан высокий вакуум. Определите изменение энтропии при удалении перегородки.

Ответ: 0,337 Дж/К.

4.22. Теплоизолированный сосуд разделен на две равные части перегородкой, в которой имеется закрывающееся отверстие. В одной половине сосуда содержится 10 г водорода. Вторая половина откачена до высокого вакуума. Отверстие в перегородке открывают, и газ заполняет весь объем. Считая газ идеальным, найдите изменение его энтропии.

Ответ: 29 Дж/К.